23344

ارزيابي و بهينه سازي اگزرژي اقتصادي و محيط زيستي سيستم هاي ذخيره ساز متصل به نيروگاه خورشيدي توليد مستقيم بخار

كارشناسي ارشد روزانه

مهندسي سيستم هاي انرژي- انرژي و محيط زيست

96-99

99/11/29

دكتر روح الله احمدي

فناوري هاي نوين

در دهه¬هاي اخير، تقاضاي سيري‌ناپذير انسان به انرژي موجب مصرف بي¬رويه سوخت¬هاي فسيلي شده‌است، آلودگي ناشي از اين مصرف موجب بالا رفتن دماي كره زمين و تخريب محيط زيست شده است. به همين دليل بشر به سمت استفاده از منابع انرژي تجديدپذير به عنوان يك منبع فراوان، در دسترس و پاك روي آورده است. در اين بين، خورشيد يك منبع جايگزين و مناسب براي سوخت¬هاي فسيلي مي¬باشد كه انتظار مي¬رود نقش قابل توجهي در آينده انرژي زمين ايفا كند. در تحقيق حاضر با استفاده از روش شبيه¬سازي و با استفاده از نرم¬افزار فرترن، نيروگاه خورشيدي در 3 سناريو طراحي شده است. در سناريو اول سيال عامل سيكل خورشيدي نمك مذاب است، در سناريو دوم نيروگاه با استفاده از تكنولوژي توليد مستقيم بخار شبيه¬سازي شده و در سناريو سوم آب تا تبخير شدن مستقيما گرما را دريافت كرده و براي سوپرهيت شدن گرما با استفاده از نمك خورشيدي به بخار منتقل شده است. در ادامه براي سيستم برتر ذخيره¬ساز از نوع موادتغييرفاز دهنده به صورت آبشاري طراحي شده است كه داراي 2 سناريو مي¬باشد. در سناريو اول سيال عامل سيكل ذخيره¬ساز نمك مذاب است و در سناريو دوم سيال عامل آب استفاده شده است. ميزان توليد توان ساليانه براي سيستم¬هاي نمك مذاب، توليد مستقيم بخار و سيستم تركيبي توليد مستقيم بخار و نمك مذاب به ترتيب 327/337، 313/346 و 952/339 گيگاوات ساعت بوده¬است و بازدهي سيستم¬ها نيز به ترتيب 20%، 23/%19 و 22/19% بوده¬است. مقدار هزينه براي توليد هر كيلووات ساعت برق براي سيستم¬هاي مذكور نيز به ترتيب 227/0، 216/0 و 221/0 دلار مي¬باشد. ميزان توان توليدي براي سيستم¬هاي با ذخيره¬ساز انرژي براي سيال كاري نمك مذاب و سيال كاري آب به ترتيب 679/506 و 310/507 گيگاوات ساعت بوده است.

1400/01/18

Evaluation and optimization of exergy-economic and environmental Storage systems connected to the Direct steam generation solar power plant

2/18/2022 12:00:00 AM

In recent decades, man's insatiable demand for energy has led to the indiscriminate consumption of fossil fuels, and the pollution caused by this consumption has led to global warming and environmental degradation. For this reason, human beings have turned to the use of renewable energy sources as an abundant, accessible and clean source. Meanwhile, the sun is a viable alternative to fossil fuels, which is expected to play a significant role in the Earth's energy future. In the present study, a solar power plant has been designed in 3 scenarios using simulation method with Fortran software. In the first scenario, the fluid is the cause of the solar cycle of molten salt, in the second scenario, the power plant is simulated using direct steam generation technology, and in the third scenario, water receives heat directly until it evaporates, and to superheat heat using solar salt as heat transfer fluid. In the following, for the superior storage system, the phase-change-material is designed as a cascade, which has 2 scenarios. In the first scenario, the operating fluid is the molten salt storage cycle, and in the second scenario, the operating fluid is water. The annual power output for molten salt systems, direct steam generation and the combined system of direct steam generation and molten salt were 337/327, 346/313 and 339/952 GWh, respectively, and the efficiency of the systems was 20%, 19/23%, 22/19%. The cost per kilowatt hour of electricity for these systems is $ 0.227, $ 0.216 and $ 0.221, respectively. The production capacity for energy storage systems for molten salt fluid and water flux was 506.679 GWh 507.310 GWh, respectively.

توليد مستقيم بخار , نيروگاه خورشيدي , مواد تغيير فاز دهنده , ذخيره سازي انرژي حرارتي

Direct steam generation , Solar power planet , Phase change materials , Thermal energy storage